实验室供气系统工程是现代实验室建设中的重要组成部分,其设计和安装的质量直接影响到实验室的正常运行和实验结果的准确性。

一、设计要点
1、需求分析
首先需明确实验室的具体需求,包括所需气体的种类、纯度、流量、压力等参数,以及实验室内各设备的位置布局,确保供气系统能够满足实验需求。
2、系统规划
根据需求分析结果,合理规划供气系统的布局,包括气源选择、管道走向、阀门配置、气体纯化与监控装置的设置等,确保系统运行的流畅性和安全性。
3、材料选择
供气系统管道及附件应选用耐腐蚀、耐压、密封性好的材料,如不锈钢、铜管或专用气体管道,以保证气体的纯净度和系统的使用寿命。
4、安全设计
必须设置完善的安全措施,如气体泄漏报警装置、紧急切断阀、压力释放装置等,确保在紧急情况下能迅速响应,防止事态扩大。
二、关键技术
1、气体纯化技术
通过吸附、冷凝、膜分离等手段,去除气体中的杂质,提高气体纯度,满足高精度实验要求。
2、智能监控技术
利用物联网、传感器等技术,实时监测气体流量、压力、纯度等参数,实现远程监控与智能调控,提高管理效率。
3、节能减排技术
优化系统设计,采用高效节能设备,合理控制气体消耗,减少能源浪费,实现绿色实验室建设。
三、日常维护策略
1、定期检查
定期对供气系统进行全面检查,包括管道、阀门、过滤器、纯化装置等部件的磨损情况,及时发现并处理潜在问题。
2、清洁保养
定期清洁管道和过滤器,防止杂质积累影响气体质量;保持设备表面清洁,避免腐蚀。
3、安全培训
定期对实验室人员进行安全培训,提高其对供气系统操作规程、应急处理流程的认识,增强安全意识。
4、档案管理
建立完善的档案管理制度,记录供气系统的安装、调试、维护、检修等全过程信息,为系统优化升级提供依据。
四、气瓶间设计与布置
1、结构要求
气瓶间应采用300mm厚实体墙,并安装防爆门和泄爆窗,以确保在紧急情况下能够迅速疏散气体和减轻压力。室内电器设备应具备防爆功能,以防止电火花引发爆炸。
2、通风与换气
应安装排气扇,保持良好的通风状态,以防止气体积聚和泄漏。存放氢气钢瓶的区域应有每小时不小于三次换气的措施。
3、气体储存与分隔
可燃与助燃气体应分开放置,避免相互接触引发火灾或爆炸。相互间可能反应的气体也应分开放置,确保安全。
五、供气系统设计与安装
1、减压与稳压
供气系统应采用两级减压的方式进行供气,确保气体压力和流量的稳定。一级减压器安装在供气汇流排处,将气体压力从高压降低到适中范围;二级减压器安装在各用气实验室或用气点,对气体压力进行精确调整,以满足仪器对不同使用压力的要求。
2、不间断供气
应采用双侧汇流排和半自动方式实现不间断供气,确保实验室在更换气瓶时不会中断气体供应。
3、气体泄漏报警
对于易燃、易爆和有毒气体,应安装气体泄漏报警装置,以便在气体泄漏时及时发出警报并采取相应措施。
六、管道安装与维护
1、管道材质
气体管路应采用高质量、退火型、高洁净无缝连接的不锈钢管组成,以保持气体的纯度和系统的稳定性。
2、管道连接
管道与阀件应采用高压卡套连接或焊接连接,确保系统的气密性。所有螺纹连接处应采用密封带密封,防止气体泄漏。
3、管道敷设
管道敷设时应注意平直,弯管处应采用专用弯管器进行弯曲,避免徒手弯曲导致管道变形或损坏。切断管道时,应使用专用切管器操作,严禁用锯子锯断管道。
4、管道固定
在管道的行进路线中,应每隔一定距离(如1米或1.2米)设置一组管夹,以确保管道的稳定性和安全性。管道在穿越墙体及楼板处应设置套管,并用不可燃烧的材料填充套管与管道之间的间隙。
5、标识与吹扫
所有调节阀固定面板、出口点固定架及管道上,都应贴设标有对应气体的成分及浓度的气体标识,以便于识别和管理。在系统部件安装完毕后,应用高纯度氮气进行三遍以上的大流量吹扫,以清除管道内的杂质和残留气体。
七、施工安全与管理
1、施工资质
施工队伍应具备相应的资质和证书,确保施工质量和安全。
2、施工安全
在施工过程中,应严格遵守安全操作规程和施工现场管理规定。特别是在高空作业时,应有专人看护,确保施工安全。
3、施工质量检查
在施工过程中和完工后,应对系统进行全面的质量检查。包括检查管道布局是否合理、美观,气体标头是否粘贴得正确、美观,管道连接是否正确等。还应进行强度实验和严密性实验,确保系统的安全性和稳定性。
八、其他注意事项
1、氢气与乙炔的特殊处理
由于氢气和乙炔属于易然气体,在设计和安装时应特别注意其安全性。除了安装气体泄漏报警装置外,还应安装阻火器以防止明火回流。
2、气体纯度保持
在整个供气系统中,应采取必要的措施保持气体的纯度。例如,在气体管路末端或某些对气体纯度要求不太严格的地方,可以使用铜管代替不锈钢管。但需注意铜管的使用条件和限制。
3、操作简便与美观
在设计供气系统时,应考虑操作简便性和美观性。例如,可以将所有气瓶统一存放、操作、管控等;同时,在管道布局和标识设置上也要注重美观大方。
实验室供气系统工程是保障科研活动顺利进行的重要基础设施。通过科学合理的设计、先进的技术应用以及严格的日常维护管理,可以构建出高效、安全、可靠的供气系统,为科研人员提供优质的实验环境,助力科研事业蓬勃发展。